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廈門圣企機電設備有限公司

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伺服驅動系統(tǒng)的分類

數(shù)控機床的伺服驅動系統(tǒng)按其用途和功能分為進給驅動系統(tǒng)和主軸驅動系統(tǒng)；按其控制原理和有無位置檢測反

饋環(huán)節(jié)分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)；按驅動執(zhí)行元件的動作原理分為電液伺服驅動系統(tǒng)和電氣伺服驅動系統(tǒng)。電

氣伺服驅動系統(tǒng)又分為直流伺服驅動系統(tǒng)和交流伺服驅動系統(tǒng)。

1 進給驅動與主軸驅動發(fā)那科A20B-2900-0101電源板A20B-2900-0102

進給驅動是用于數(shù)控機床工作臺或刀架坐標的控制系統(tǒng)，控制機床各坐標軸的切削進給運動，并提供切削過程

所需的轉矩。主軸驅動控制機床主軸的旋轉運動，為機床主軸提供驅動功率和所需的切削力。一般地，對于進

給驅動系統(tǒng)，主要關心它的轉矩大小、調節(jié)范圍的大小和調節(jié)精度的高低，以及動態(tài)響應速度的快慢。對于主

軸驅動系統(tǒng)，主要關心其是否具有足夠的功率、寬的恒功率調節(jié)范圍及速度調節(jié)范圍。

2 開環(huán)控制和閉環(huán)控制

數(shù)控機床伺服驅動系統(tǒng)的基本組成如圖所示。數(shù)控機床的伺服驅動系統(tǒng)按有無反饋檢測單元分為開環(huán)和閉環(huán)兩

種類型(見數(shù)控機床伺服驅動系統(tǒng)分類)這兩種類型的伺服驅動系統(tǒng)的基本組成不完全相同。但不管是哪種類

型，執(zhí)行元件及其驅動控制單元都必不可少。驅動控制單元的作用是將進給指令轉化為驅動執(zhí)行元件所需要的

信號形式，執(zhí)行元件則將該信號轉化為相應的機械位移。

開環(huán)伺服驅動系統(tǒng)由驅動控制單元、執(zhí)行元件和機床組成。通常，執(zhí)行元件選用步進電機。執(zhí)行元件對系統(tǒng)的

特性具有重要影響。

閉環(huán)伺服驅動系統(tǒng)由執(zhí)行元件、驅動控制單元、機床，以及反饋檢測單元、比較控制環(huán)節(jié)組成。反饋檢測單元

將工作臺的實際位置檢測后反饋給比較控制環(huán)節(jié)，比較控制環(huán)節(jié)將指令信號和反饋信號進行比較，以兩者的差

值作為伺服系統(tǒng)的跟隨誤差經(jīng)驅動控制單元，驅動和控制執(zhí)行元件帶動工作臺運動。

在CNC系統(tǒng)中，由于計算機的引入，比較控制環(huán)節(jié)的功能由軟件完成，從而導致系統(tǒng)結構的一些改變，但基本上

還是由執(zhí)行元件、反饋檢測單元、比較控制環(huán)節(jié)、驅動控制單元和機床組成。

3 直流伺服驅動與交流伺服驅動

70年代和80年代初，數(shù)控機床多采用直流伺服驅動。直流大慣量伺服電機具有良好的寬調速性能，輸出轉矩大

過載能力強，而且，由于電機慣性與機床傳動部件的慣量相當，構成閉環(huán)后易于調整。而直流中小慣量伺服

電機及其大功率晶體管脈寬調制驅動裝置，比較適應數(shù)控機床對頻繁啟動、制動，以及快速定位、切削的要求

但直流電機一個zui大的特點是具有電刷和機械換向器，這限制了它向大容量、高電壓、高速度方向的發(fā)展，

使其應用受到限制。

進入80年代，在電機控制領域交流電機調速技術取得了突破性進展，交流伺服驅動系統(tǒng)大舉進入電氣傳動調速

控制的各個領域。交流伺服驅動系統(tǒng)的zui大優(yōu)點是交流電機容易維修，制造簡單，易于向大容量、高速度方向

發(fā)展，適合于在較惡劣的環(huán)境中使用。同時，從減少伺服驅動系統(tǒng)外形尺寸和提高可靠性角度來看，采用交流

電機比直流電機將更合理。

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